在人工(gong)(gong)旋壓(ya)成型過程中(zhong),產生的(de)(de)減(jian)薄量與成型變形量有關。人工(gong)(gong)旋壓(ya)件(jian)的(de)(de)斷面減(jian)薄至如圖4-20所示的(de)(de)那種程度(du)時(shi),工(gong)(gong)件(jian)常會(hui)產生開裂現象。其原因(yin)是由于加(jia)工(gong)(gong)量過大,而且中(zhong)心區的(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)硬化程度(du)超過材料的(de)(de)承受能力,因(yin)而導致工(gong)(gong)件(jian)開裂。如果在旋壓(ya)成型之前,工(gong)(gong)件(jian)在沖(chong)壓(ya)機上沖(chong)壓(ya)成類似半球形杯體(ti)再(zai)旋壓(ya)出(chu)變化劇(ju)烈(lie)的(de)(de)喇(la)叭(ba)形寬邊(見圖4-20),旋壓(ya)會(hui)容(rong)易一(yi)些。
下面介紹10Cr18Ni12(305)型不(bu)銹鋼(gang)的旋壓成型。
材質為(wei)10Cr18Ni12(305)型不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)錐形體(ti)(ti)的(de)(de)(de)4次人工旋(xuan)壓(ya)成型,如圖4-20所示(shi)。直徑(jing)為(wei)366.6mm的(de)(de)(de)錐形體(ti)(ti)是經(jing)一道(dao)預沖壓(ya)成型和4道(dao)人工旋(xuan)壓(ya)成型而完成的(de)(de)(de)。該工件(jian)(jian)所使用(yong)的(de)(de)(de)坯料(liao)厚度(du)為(wei)0.940mm、直徑(jing)為(wei)406.4mm的(de)(de)(de)10Cr18Ni12(305)型不銹鋼(gang),這種不銹鋼(gang)坯料(liao)可(ke)具(ju)有2D(薄板)表面或1號(帶(dai)鋼(gang))表面光潔度(du)。該工件(jian)(jian)也可(ke)用(yong)其他(ta)型號的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)來生產,但是其每道(dao)工序的(de)(de)(de)變形量(liang)隨(sui)著(zhu)加(jia)工硬化程度(du)的(de)(de)(de)提高而降低。
如圖4-20所(suo)(suo)示,旋(xuan)(xuan)壓(ya)成(cheng)型(xing)(xing)所(suo)(suo)用(yong)(yong)的(de)(de)型(xing)(xing)芯是(shi)用(yong)(yong)木材或鋼(gang)做成(cheng)的(de)(de),旋(xuan)(xuan)壓(ya)成(cheng)型(xing)(xing)輥則是(shi)用(yong)(yong)淬(cui)火鋼(gang)材制成(cheng)的(de)(de)。在第一次旋(xuan)(xuan)壓(ya)成(cheng)型(xing)(xing)時(shi),壓(ya)力(li)作用(yong)(yong)在整(zheng)個坯(pi)料上。在其他三次加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)中,壞料邊(bian)緣不(bu)進行(xing)旋(xuan)(xuan)壓(ya),這就會引起毛坯(pi)邊(bian)部(bu)(bu)增(zeng)厚至1.778mm,同(tong)(tong)時(shi)希(xi)望所(suo)(suo)得(de)到的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)件外形(xing)(xing)(xing)錐形(xing)(xing)(xing)體中部(bu)(bu)的(de)(de)減薄(bo)量最大,可使壁厚尺寸達到0.686mm(變形(xing)(xing)(xing)率為28%).與此同(tong)(tong)時(shi),工(gong)(gong)(gong)件表面(mian)積將比原來增(zeng)加(jia)(jia)40%.由(you)于(yu)工(gong)(gong)(gong)件減薄(bo)和(he)面(mian)積增(zeng)加(jia)(jia),這些急劇的(de)(de)變化會給(gei)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)變形(xing)(xing)(xing)帶來極大影(ying)響,因此工(gong)(gong)(gong)件在加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)過程中,必須進行(xing)兩(liang)次退(tui)火加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)工(gong)(gong)(gong)序。
操作程序如下:
①. 首(shou)先在坯料(尺寸為(wei):厚度0.94mm;直(zhi)徑408.4mm)中心部位,開一個(ge)直(zhi)徑為(wei)6.35mm的中心孔(kong),并預(yu)沖壓成型;
②. 采(cai)用人工(gong)的(de)方法,通(tong)過成型(xing)輥對旋(xuan)轉的(de)芯棒施加(jia)壓(ya)力,使坯(pi)料(liao)凹深達到76.2mm,旋(xuan)壓(ya)加(jia)工(gong)速度為300r/min;
③. 用第二個層狀硬木型(xing)芯將坯料凹(ao)深處(chu)旋壓至127mm,邊部(bu)深度(du)在50.8mm以內;
④. 在1038℃的氫氣氛中進行中間退火,然后空冷,用鋼型芯將坯料(liao)凹(ao)深旋壓至177.8mm邊部,深度在25.4mm以內;
⑤. 在(zai)與工序③相同的條件下(xia)退火,用鋼型芯將坯料凹(ao)深旋壓至203.2mm,并最(zui)后加工成型;
⑥. 在(zai)車(che)床上對工(gong)件的(de)頂(ding)部和底部進(jin)行加(jia)工(gong),使(shi)喇(la)叭口的(de)高度達到196.86mm;
⑦. 成(cheng)品,上(shang)口(kou)直(zhi)徑101.6mm,下口(kou)直(zhi)徑 366.60mm,高196.85mm.
由于400系列(lie)不銹鋼的(de)延伸性能較(jiao)差,所以不適(shi)宜用人工旋壓(ya)的(de)方(fang)法(fa)成(cheng)型(xing),特別(bie)是當變形(xing)劇烈時更是如此。另(ling)外還要注(zhu)意,對成(cheng)型(xing)模具施加過(guo)大壓(ya)力,會引起加工表面的(de)磨損,從而導致工件過(guo)早地減薄和開裂。
由于工(gong)具對(dui)(dui)金屬(shu)的作用(yong),急劇旋壓成(cheng)型(xing)件(jian)(jian)的表面往(wang)往(wang)比(bi)較(jiao)粗糙。這(zhe)樣(yang),用(yong)400系列不銹(xiu)鋼(gang)旋壓加工(gong)成(cheng)型(xing)后的工(gong)件(jian)(jian),拋光(guang)和高精度研磨的成(cheng)本就顯得非常(chang)高。因此(ci),在研磨和拋光(guang)之前,須對(dui)(dui)凹凸不平的工(gong)件(jian)(jian)先進行粗磨,使(shi)其表面變得平滑一些。
表(biao)4-7給出了人工旋壓時拉伸的(de)近似極(ji)限。該表(biao)適用于厚度為1.575mm的(de)完全退(tui)火材料。退(tui)火后的(de)二次拉伸量比第一次小8%。零件(jian)各部分的(de)拉伸量并(bing)不(bu)需要完全一致,它(ta)是(shi)根據成型變形量的(de)不(bu)同(tong)而有變化的(de)。
所有300系列(lie)的不銹(xiu)鋼(gang)均(jun)可采用旋(xuan)壓(ya)成型方法,但是加(jia)工硬化較低的 12Cr18Ni9(302)、06Cr19Ni10(304)和 10Cr18Ni12(305)型鋼(gang)在中間退火前的旋(xuan)壓(ya)加(jia)工量比其(qi)他不銹(xiu)鋼(gang)大。退火后的工件必須經酸洗清除氧化鐵皮,以恢復其(qi)光(guang)(guang)潔的表(biao)面。1號(帶鋼(gang))或(huo)2D(薄(bo)拉)表(biao)面光(guang)(guang)潔度最適于大變形旋(xuan)壓(ya)工藝,因為此時金屬處于最軟和無應力狀態,其(qi)加(jia)工量可達到最大程度。
人工(gong)旋(xuan)壓(ya)成(cheng)(cheng)型時,一般采(cai)用較低的(de)(de)加工(gong)速(su)(su)度,圖(tu)4-21顯示出加工(gong)速(su)(su)度和厚度之間的(de)(de)關系。因(yin)此,在成(cheng)(cheng)型工(gong)具的(de)(de)作用下,將會引起成(cheng)(cheng)型金(jin)屬的(de)(de)表面嚴(yan)重磨(mo)損,同時也會產生較大加工(gong)硬化。
雖然0.127mm的(de)薄(bo)料(liao)到6.35mm的(de)厚料(liao)都可(ke)以(yi)采(cai)用人(ren)工(gong)旋壓(ya)方法(fa)成型(xing)(xing),但是一般情況下,人(ren)工(gong)旋壓(ya)成型(xing)(xing)時不銹鋼原料(liao)的(de)厚度在0.305~3.175mm之間。此時角部(bu)倒圓至少應為被加(jia)工(gong)金(jin)屬厚度的(de)5倍。由(you)于彈性回(hui)彈和(he)熱(re)脹冷縮的(de)影(ying)響,芯(xin)模尺(chi)寸和(he)要求的(de)形狀尺(chi)寸必須預留一定的(de)加(jia)工(gong)余量。